package com.fosss.graph;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * 无向图
 */

public class Graph {

    private List<String> arrayList;//存储值
    private int[][] arr;//存储值之间的关系，是否相连
    private int pages;//表示边的个数
    private boolean[] isVisited;//是否被访问过

    public static void main(String[] args) {

        //创建图
        String[] values = {"A", "B", "C", "D", "E"};
        Graph graph = new Graph(values.length);
        for (String value : values) {
            graph.insert(value);
        }

        //设置值之间的关系
        //A-B A-C B-C B-D B-E
        graph.insertEdge(0, 1, 1);
        graph.insertEdge(0, 2, 1);
        graph.insertEdge(1, 2, 1);
        graph.insertEdge(1, 3, 1);
        graph.insertEdge(1, 4, 1);

        //打印图
        graph.getGraph();

        //深度优先遍历
//        graph.dfs();

        //广度优先遍历
        graph.bfs();
    }

    /**
     * 构造方法
     *
     * @param n 表示添加的值的数量
     */
    public Graph(int n) {
        arrayList = new ArrayList<>();
        arr = new int[n][n];
        pages = 0;
        isVisited = new boolean[n];
    }

    /**
     * 添加值
     */
    public void insert(String value) {
        arrayList.add(value);
    }

    /**
     * 构造表示值之间是否相连的矩阵，0表示不相连，1表示相连
     *
     * @param v1    表示第一个值的下标
     * @param v2    表示第二个值的下标
     * @param weigh 表示是否相连，1-相连 0-不相连
     */
    public void insertEdge(int v1, int v2, int weigh) {
        //因为是无向表，所以两侧都需要添加权值
        arr[v1][v2] = weigh;
        arr[v2][v1] = weigh;
        pages++;
    }

    /**
     * 返回图中的值
     */
    public String getValue(int index) {
        return arrayList.get(index);
    }

    /**
     * 返回边的个数
     */
    public int getPages() {
        return pages;
    }

    /**
     * 打印矩阵
     */
    public void getGraph() {
        for (int[] ints : arr) {
            System.err.println(Arrays.toString(ints));
        }
    }

    /**
     * 返回v1,v2对应的权值
     */
    public int getWeight(int v1, int v2) {
        return arr[v1][v2];
    }

    /**
     * 返回值的个数
     */
    public int getNum() {
        return arrayList.size();
    }

    /**
     * 获取当前结点的第一个的邻接结点的下标
     * @param i 当前结点下标
     */
    //下一个方法可以替代这个方法的功能
   /* private int getFirstNeighbor(int i) {
        for (int j = 0; j < arrayList.size(); j++) {
            if (arr[i][j] > 0) {
                return j;
            }
        }
        return -1;//表示没有邻接结点
    }*/

    /**
     * 根据前一个邻接结点的坐标获取下一个邻接结点的坐标
     */
    private int getNextNeighbor(int v1, int v2) {
        for (int i = v2 + 1; i < arrayList.size(); i++) {
            if (arr[v1][i] > 0) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 深度优先遍历算法
     */
    public void dfs(boolean[] isVisited, int i) {
        isVisited[i] = true;//将这个下标设置为已访问
        System.out.print(arrayList.get(i) + " ");

        int neighbor = getNextNeighbor(i,0);
        while (neighbor != -1) {//邻接结点存在
            if (!isVisited[neighbor]) {//如果没有被访问过
                dfs(isVisited, neighbor);
            }
            //被访问过，都需要查找下一个邻接结点
            neighbor = getNextNeighbor(i, neighbor);

        }
    }

    //对dfs方法进行重载，遍历整个arrayList
    public void dfs(){
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            if (!isVisited[i]) {//没有被访问过
                dfs(isVisited,i);
            }
        }
    }

    /**
     * 广度优先遍历
     */
    public void bfs(boolean[] isVisited,int i){
        System.out.print(arrayList.get(i)+" ");
        isVisited[i]=true;//设置成已访问
        LinkedList<Integer> queue=new LinkedList<>();//创建队列
        queue.addLast(i);//加入队列

        while (!queue.isEmpty()) {
            Integer u = queue.removeFirst();
            int w = getNextNeighbor(u, 0);
            while (w!=-1){
                if(!isVisited[w]){//如果没有被访问过
                    System.out.print(arrayList.get(w)+" ");
                    isVisited[w]=true;
                    queue.addLast(w);
                }

                w=getNextNeighbor(u,w);

            }
        }
    }
    /**
     * 重载bfs,遍历所有值
     */
    public void bfs(){
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            if (!isVisited[i]) {//如果没有被访问过
                bfs(isVisited,i);
            }
        }
    }

}

















